DE4107876A1

DE4107876A1 - Luftstroemungsmesser fuer verbrennungsmotor und herstellungverfahren fuer einen solchen luftstroemungsmesser

Info

Publication number: DE4107876A1
Application number: DE4107876A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Miyazaki; Chihiro Kobayashi; Yoshihito Sekine; Nobukatsu Arai
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-03-12
Filing date: 1991-03-12
Publication date: 1991-09-19
Also published as: DE9116731U1; US5201216A; KR950001326B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftströmungs messer für einen Verbrennungsmotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Herstellungsverfahren für einen solchen Luftströmungsmesser gemäß dem Oberbegriff des An spruches 13 und insbesondere einen Luftströmungsmesser mit einem Aufbau, der mit verringerten Herstellungskosten hergestellt werden kann.

Es ist bekannt, daß ein Verbrennungsmotor im Hinblick auf die Abgasreinigung, einen sparsamen Kraftstoffverbrauch usw. mit einem Luftströmungsmesser ausgerüstet wird, der die Menge der in den Motor geleiteten Ansaugluft messen kann. Ein solcher Luftströmungsmesser ist normalerweise in einem geeigneten Abschnitt des Ansaugsystems des Mo tors zwischen einem Luftfilter und einer Drosselklappe angeordnet.

Ein typisches Beispiel eines solchen Luftströmungsmessers ist beispielsweise aus US 47 09 581-A bekannt. Dieser Luftströmungsmesser umfaßt ein Gehäuseelement, in dem ein Luftweg mit einer bestimmten Bohrung definiert ist, und ein Meßelement, etwa ein an sich bekannter Hitzdrahtsen sor, der in einem geeigneten Abschnitt im definierten Luftweg angeordnet ist. Das Gehäuseelement ist, wie wei ter oben erwähnt, zwischen dem Luftfilter und der Dros selklappe angeordnet, so daß das Meßelement die Menge der in den Verbrennungsmotor geleiteten Ansaugluft mißt.

Es ist ferner bekannt, daß ein Luftströmungsmesser sowohl in bezug auf die Meßgenauigkeit als auch in bezug auf die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer einen optimalen Meß bereich der Strömungsrate besitzt. Das heißt, daß die un tere Grenze des Bereichs auf der Grundlage der erforder lichen Meßgenauigkeit bestimmt wird und die obere Grenze des Bereichs von der erwarteten Zuverlässigkeit und der Lebensdauer des Strömungsmessers abhängt.

Andererseits ist die in den Verbrennungsmotor zu leitende Ansaugluftmenge in Abhängigkeit vom Hubraum des Motors sehr unterschiedlich. Wenn daher die Bohrung des Luftwe ges eines Luftströmungsmessers unabhängig vom Hubraum des Motors stets konstant ist, ist die Strömungsrate der am Meßelement des Strömungsmessers vorbeiströmenden Ansaug luft entsprechend dem Hubraum des Motors sehr verschie den. Daher kann die Änderung der Strömungsrate der An saugluft sowohl die untere als auch die obere Grenze des obengenannten optimalen Meßbereichs überschreiten.

Um ein solches Überschreiten des Meßbereichs zu verhin dern, sind für Motoren mit unterschiedlichem Hubraum ver schiedene Abwandlungen des Luftströmungsmessers vorge schlagen worden. In solchen abgewandelten Luftströmungs messern besitzt der im Gehäuseelement definierte Luftweg entsprechend dem Hubraum des Motors, in dem der Luftströ mungsmesser eingesetzt wird, eine Bohrung mit einem je weils abgestimmten Durchmesser, wobei die Änderung der Strömungsrate der am Meßelement vorbeiströmenden Ansaug luft innerhalb des obengenannten geeigneten Bereichs ge halten werden kann. Beispielsweise haben die Anmelder der vorliegenden Erfindung drei oder vier abgewandelte Luft strömungsmesser hergestellt, bei denen die Bohrungen zwi schen 60 mm und 80 mm liegen und die für Motoren mit ei nem Hubraum zwischen einem und fünf Litern geeignet sind.

In einem solchen Fall ist jedoch die Anzahl der herzu stellenden Teile für die Montage der verschiedenen Ab wandlungen des Luftströmungsmessers groß, so daß der fol gende Nachteil entstanden ist. Zunächst konnten die Her stellungskosten der Teile für die Luftströmungsmesser nicht ausreichend abgesenkt werden, weil bei geringen Stückzahlen der einzelnen Teile viele verschiedene Teile geschaffen werden mußten. Im Ergebnis konnten daher die Gesamtkosten eines Luftströmungsmessers nicht ausreichend gesenkt werden. Ferner besteht beim Fertigungsprozeß das folgende weitere Problem. Da für die verschiedenen Ab wandlungen der Luftströmungsmesser viele verschiedene Teile geschaffen werden müssen, sind die Monteure gezwun gen, auf die richtige Auswahl der Teile, die zu einer be stimmten Abwandlung des Luftströmungsmessers gehören, eine große Aufmerksamkeit zu verwenden. Daher besteht die Gefahr, daß eine falsche Auswahl stattfindet und folglich eine falsche Kombination der Einzelteile erzeugt wird.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Luftströmungsmesser und ein Herstel lungsverfahren für einen solchen verbesserten Luftströ mungsmesser zu schaffen, wobei der Aufbau des Luftströ mungsmessers mit dem Herstellungsverfahren bei verringer ten Herstellungskosten hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Luftströmungsmesser der gat tungsgemäßen Art durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 und bei einem Herstellungsverfahren der gattungsgemäßen Art durch die Merkmale im kennzeich nenden Teil des Anspruches 13 erfindungsgemäß gelöst.

Ein erfindungsgemäßer Luftströmungsmesser für einen Ver brennungsmotor umfaßt einen Erfassungsmodul mit einem der Ansaugluftströmung des Motors ausgesetzten Meßelement, eine Signalverarbeitungseinheit, die mit dem Meßelement elektrisch verbunden ist, um die vom Meßelement erzeugten Signale zu verarbeiten und ein der Strömungsrate der An saugluftströmung entsprechendes Ausgangssignal zu erzeu gen, einen Arm, der mit einem seiner Enden am Meßelement und mit seinem anderen Ende mit der Signalverarbeitungs einheit verbunden ist und ein elektrisches Verbindungs mittel darstellt, ein Gehäuseelement, in dem ein Luftweg für die Ansaugluftströmung definiert ist und das mit dem Erfassungsmodul zusammengebaut wird, indem der Arm in ein in einer Wand des Gehäuseelementes ausgebildetes Loch eingeschoben wird, wobei das eine Ende des Arms der Luft strömung im Luftweg ausgesetzt ist, und ein Befestigungs element, das zwischen den Erfassungsmodul und das Gehäu seelement eingesetzt ist. Erfindungsgemäß besitzt der Arm des Erfassungsmoduls eine vorgegebene konstante Länge, ferner wird das Gehäuseelement erfindungsgemäß aus einer Mehrzahl von verschiedenen Gehäuseelementen ausgewählt, die für Verbrennungsmotoren mit verschiedenem Hubraum ge schaffen worden sind. Dabei wird die Länge des Arms so bestimmt, daß das Meßelement unabhängig vom gewählten Ge häuseelement der Luftströmung in einem vorgegebenen Meß bereich im Luftweg ausgesetzt wird, wenn der Erfassungs modul mit dem ausgewählten Gehäuseelement montiert wird.

Bei der erfindungsgemäßen Herstellung des Luftströmungs messers reicht eine einzige Abwandlung eines Erfassungs moduls für sämtliche verschiedenen Luftströmungsmesser aus. Folglich wird eine Massenproduktion der Erfassungs module möglich, wodurch der Erfassungsmodul mit niedrigen Kosten gefertigt werden kann, was wiederum zu einer Ab senkung der Herstellungskosten des gesamten Luftströ mungsmessers beiträgt. Selbst wenn verschiedene Abwand lungen des Luftströmungsmessers montiert werden müssen, brauchen die Monteure keine besondere Aufmerksamkeit auf die Auswahl eines geeigneten Erfassungsmoduls zu richten, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Fehlers bei der Mon tage des Erfassungsmoduls und des Gehäuseelements verrin gert wird.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Aus führungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläu tert; es zeigen:

Fig. 1a-6b Querschitte eines Luftströmungmessers gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorlie genden Erfindung, wobei die Figuren mit dem Zusatz a Querschnitte entlang der Linie A-A in den mit dem Zusatz b versehenen Figuren zeigen, und umgekehrt die Figuren mit dem Zu satz b Querschnitte entlang der Linie B-B in den Figuren mit dem Zusatz a zeigen;

Fig. 7a, 7b Querschnitte eines Luftströmungsmessers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegen den Erfindung;

Fig. 8a eine durch eine Computersimulation erhaltene Karte zur Erläuterung der Verteilung der Teilströmungsraten in einem Luftweg direkt nach einem gekrümmten Bereich einer ersten Bauart;

Fig. 8b ein Krümmungselement im erfindungsgemäßen Luftströmungsmesser, das den gekrümmten Be reich darstellt;

Fig. 9a eine durch eine Computersimulation erhaltene Karte zur Erläuterung der Verteilung der Teilströmungsraten im Luftweg direkt nach ei nem gekrümmten Bereich gemäß einer weiteren, rechtwinkligen Bauart;

Fig. 9b ein Krümmungselement des erfindungsgemäßen Luftströmungsmessers, das den gekrümmten Be reich von Fig. 9a darstellt;

Fig. 10a-10c Darstellungen zur Erläuterung der Vorausset zungen und des Ergebnisses der Computersimula tion, die zur Simulation des Zustandes der Strömungsratenänderung im Luftweg direkt nach einem Krümmungselement, wie es in den Fig. 8b oder 9b gezeigt ist, ausgeführt wurde; und

Fig. 11 eine Darstellung zur Erläuterung des Prinzips der Bestimmung eines geeigneten Meßbereichs im Luftweg.

Nun wird mit Bezug auf die Fig. 1a und 1b ein Luftströ mungsmesser gemäß einer ersten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung beschrieben. Wie in den Figuren ge zeigt, ist in einem mittels Druckgusses aus Aluminium hergestellten Gehäuseelement (1) ein Hauptluftweg 3 mit einer Bohrung D_S definiert. Dieses Gehäuseelement 1 ist einem geeigneten Abschnitt des Ansaugsystems eines Ver brennungsmotors zwischen einem Luftfilter und einer Dros selklappe vorgesehen, so daß die Ansaugluft durch den Hauptluftweg 3 strömt. Ein die Bohrung des Hauptluftweges 3 durchsetzendes Brückenelement 5 ist einteilig mit dem Gehäuseelement 1 ausgebildet und wird ebenfalls durch Druckguß hergestellt.

In dem Brückenelement 5 ist ein Nebenweg 7 zum Umleiten eines Teils der durch den Hauptluftweg 3 strömenden Luft ausgebildet. Die über einen Einlaß 9 in den Nebenweg 7 eintretende Luft wird auf ihrem Weg in zwei Strömungen aufgezweigt und aus zwei Auslässen 11a und 11b wieder in den Hauptluftweg ausgelassen. Die Auslässe 11a und 11b sind mit einer Bodenplatte 15 versehen, die verhindert, daß ein Rückblasen des Motors einen negativen Einfluß auf die Lufströmung im Nebenweg 7 ausübt. Im Brückenelement 5 ist außerdem ein Hohlraum ausgebildet, der über ein in einer Wand des Gehäuseelements 1 vorgesehenes Loch mit der äußeren Umgebung des Gehäuseelements 1 in Verbindung steht. Ein Teil des Erfassungsmoduls, der unten beschrie ben wird, wird über das Loch in der Gehäusewand in den Hohlraum 17 eingesetzt.

Der Erfassungsmodul umfaßt einen Arm 19, ein an einem Ende des Arms 19 befestigtes Meßelement 21 und eine am anderen Ende des Arms 19 befestigte Signalverarbeitungs einheit 23. In Fig. 1a ist das Meßelement 21 in Form ei nes Elements von Hitzdrahtbauart gezeigt, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung eines Meße lements einer solchen Bauart beschränkt; es kann bei spielsweise auch ein Meßelement einer ebenfalls bekann ten, weiteren Bauart verwendet werden, bei der auf einer keramischen Grundplatte ein Dünnschichtwiderstand ausge bildet ist. Die Signalverarbeitungseinheit 23 umfaßt eine für die Verarbeitung der Signale vom Meßelement 21 not wendige Schaltung, die in Abhängigkeit von der Strömungs rate der Luftströmung ein Ausgangssignal erzeugt.

Der Arm 19 des Erfassungsmoduls besitzt eine Länge L_a, die so festgelegt ist, daß das Meßelement 21 in einem vorgegebenen Meßpunkt im Nebenweg 7 angeordnet wird, wenn der Arm 19 in den Hohlraum 17 des Gehäuseelements 1 ein gepaßt wird. (In Fig. 1b ist das Meßelement 21 aus Grün den der Einfachheit nicht gezeigt.)

In Fig. 1a bezeichnet L_a die Länge des Arms 19 ein schließlich des Meßelementes 21. Da jedoch das Meßelement 21 im Vergleich zum Arm 19 geringe Abmessungen besitzt, besteht kein wesentlicher Unterschied, wenn L_a entweder die Länge des Arms einschließlich des Meßelementes oder die Länge des Arms ohne Meßelement darstellt. Selbst wenn der Unterschied wesentlich werden sollte, kann die Länge des Arms im engeren Sinne auf der Grundlage der erforder lichen Länge L_a und den bekannten Abmessungen des Meßele ments 21 bestimmt werden. In jedem Fall kann festgestellt werden, daß das wesentliche Merkmal der vorliegenden Er findung darin besteht, daß die Länge L_a des Arms 19 unab hängig vom Durchmesser der Bohrung D_S im Hauptluftweg 3 stets konstant ist, wie weiter unten erläutert wird.

Andererseits ist das Gehäuseelement 1 an einer seiner Au ßenwände mit einer Befestigungshalterung 25 versehen. Die Höhe H₁ der Halterung 25, die von der Innenwand des Hauptluftweges 3 ab gemessen wird, wird entsprechend der Bohrung D_S des Hauptluftweges 3 bestimmt, wobei der Ab stand zwischen der Befestigungsoberfläche der Halterung 25 und dem vorgegebenen Meßpunkt im Nebenweg 7 im wesent lichen gleich der Länge L_a des Arms 19 ausgebildet werden kann. Das bedeutet, daß mehrere verschiedene Gehäuseele mente mit unterschiedlichen Bohrungen für Motoren mit un terschiedlichem Hubraum hergestellt werden, wobei die Höhe ihrer jeweiligen Befestigungshalterung so festgelegt wird, daß der Abstand zwischen der Befestigungsoberfläche der Halterung und einem vorgegebenen Meßpunkt im Nebenweg stets gleich der Länge L_a des Arms eines Erfassungsmoduls ist.

In den Fig. 2a und 2b ist ein Beispiel eines Luftströ mungsmessers für Motoren mit größerem Hubraum gezeigt. In diesen Figuren sind gleiche Teile mit dem gleichen Be zugszeichen wie in den Fig. 1a und 1b bezeichnet. Das Ge häuseelement 1 dieses Beispiels besitzt einen Hauptluft weg 3, dessen Bohrung D_L größer als die Bohrung D_S des in den Fig. 1a und 1b gezeigten Luftströmungsmessers ist.

Auch in diesem Fall ist jedoch der Abstand zwischen der Befestigungsoberfläche der Halterung 25 und dem vorgege benen Meßpunkt im Nebenweg 7 gleich der Länge L_a des Arms 19 des Erfassungsmoduls ausgebildet. Dazu wird die Höhe der Halterung 25, die von der Innenwand des Hauptluftwe ges 3 ab gemessen wird, gleich H₂ gesetzt, wobei H₂ klei ner als H₁ (Fig. 1a und 1b) ist. Dadurch kann für die Montage verschiedener Abwandlungen der Luftströmungsmes ser für Motoren mit unterschiedlichem Hubraum der gleiche Erfassungsmodul verwendet werden.

Im folgenden wird ein konkretes Beispiel für die Länge L_a des Arms und die Bohrungen D_S oder D_L des Hauptluftweges im Gehäuseelement erläutert. Wie bereits beschrieben, fertigen die Anmelder der vorliegenden Erfindung drei oder vier Abwandlungen von Luftströmungsmessern für Moto ren mit einem Hubraum zwischen einem und fünf Litern. Die Gehäuseelemente dieser Luftströmungsmesser besitzen einen Hauptluftweg, dessen Bohrung zwischen 60 mm und 80 mm va riiert. Die Länge L_a des Arms eines gemeinsam verwendeten Erfassungsmoduls beträgt 50 mm.

Wenn daher ein solcher Erfassungsmodul mit den Gehäusee lementen montiert wird, deren Hauptluftweg eine Bohrung von 60 mm besitzt, und die Gehäuseelemente mit einer Be festigungshalterung mit einer Höhe von 30 mm versehen sind, wird das Ende des Arms des Erfassungsmoduls, an dem das Meßelement angeordnet ist, im wesentlichen in der Mitte des Hauptluftweges positioniert. Daher sollte ein Nebenweg mit der Mittellinie des Hauptluftweges ausge richtet werden. Wenn ferner der Erfassungsmodul mit Ge häuseelementen montiert wird, deren Hauptluftweg eine Bohrung von 70 mm oder 80 mm besitzt, sollten die Gehäu seelemente mit einer Befestigungshalterung versehen wer den, deren Höhe 20 mm bzw. 10 mm beträgt, wobei das am Ende des Arms angebrachte Meßelement im wesentlichen in der Mitte des Hauptluftweges des jeweiligen Gehäuseele mentes positioniert wird.

Die Funktion der obenerwähnten Befestigungshalterung kann auch durch einen Abstandshalter erzielt werden, der zwi schen die Befestigungshalterung und ein Gehäuse der Si gnalverarbeitungseinheit eingesetzt wird. In den Fig. 3a und 3b sind Querschnitte eines Luftströmungsmessers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, in der ein Abstandshalter verwendet wird. In diesen Figuren werden die gleichen Teile wie in den vor hergehenden Figuren mit den gleichen Bezugszeichen be zeichnet.

In den Fig. 3a und 3b ist zwischen der Halterung 25 und der Signalverarbeitungseinheit 23 ein Abstandshalter 27 eingesetzt. In diesem Fall ist es ausreichend, wenn die Halterung 25 eine flache Oberfläche für die Anbringung des Abstandshalters 27 aufweist, wobei der Abstand zwi schen der Befestigungsoberfläche des Abstandshalters 27 und einem vorgegebenen Meßpunkt im Nebenweg 7 durch die Dicke T_s des Abstandshalters 27 so eingestellt werden kann, daß sie gleich der Länge L_a des Arms 19 wird. In den Fig. 3a und 3b ist der Fall gezeigt, in dem der Luft strömungsmesser einen Hauptluftweg mit der Bohrung D_S aufweist, jedoch gilt das eben Gesagte auch für den Fall, in dem der Luftströmungsmesser einen Hauptluftweg mit der Bohrung D_L, die größer als die Bohrung D_S ist, besitzt. Das heißt, daß die Dicke T_s des Abstandshalters 27 ent sprechend der Bohrung des Hauptluftweges 3 festgelegt wird.

Ferner ist leicht verständlich, daß die Festlegung des Abstandes zwischen der Befestigungsoberfläche eines Er fassungsmoduls und einem vorgegebenen Meßpunkt im Neben weg durch eine Kombination der Höhe der Befestigungshal terung und der Dicke eines Abstandshalters bewerkstelligt werden kann.

Darüber hinaus wird aus den obigen Ausführungen zur Länge L_a des Arms 19 folgendes deutlich. In den in den Fig. 1a, 1b bis 3a, 3b gezeigten Ausführungsformen ist die Länge L_a dazu geeignet, auf der Grundlage der größten der Boh rungen der Gehäuseelemente, die für verschiedene Abwand lungen von Luftströmungsmessern geschaffen worden sind, bestimmt zu werden, weil in dem Fall, in dem L_a für ein Gehäuseelement mit einer bestimmten Bohrung zu lang ist, die Festlegung in beliebigem Umfang durch die Höhe der Befestigungshalterung oder die Dicke des Abstandshalters bewerkstelligt werden kann.

In den Fig. 4a und 4b sind Querschnitte eines Luftströ mungsmessers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Wie gezeigt, ist der Ne benweg 7 in dieser Ausführungsform im Brückenelement 5 gekrümmt, so daß er einen horizontalen Bereich 29, allge meiner einen Bereich, der im wesentlichen parallel zum in den Hohlraum 17 eingepaßten Arm 19 ist, aufweist. Wenn dieser horizontale Bereich 29 vorgesehen wird, kann die Länge des Arms 19 des Erfassungsmoduls auf einen Wert L_a′, der kleiner als der Wert L_a in den vorhergehenden Figuren ist, verringert werden, während die Position des Einlasses 9 des Nebenwegs 7 im wesentlichen auf der Mit tellinie des Hauptluftweges 3 beibehalten wird.

Wenn die Länge L_h des horizontalen Bereichs 29 im Neben weg 7 entsprechend der Bohrung des Hauptluftweges 3 be stimmt wird, kann auch in dieser Ausführungsform ein Er fassungsmodul mit einem Arm 19, dessen Länge L_a′ unabhän gig von der Bohrung des Hauptluftweges 3 stets konstant ist, mit jeder Abwandlung des Gehäuseelementes 1 montiert werden.

Eine Abwandlung der zuletzt beschriebenen Ausführungsform ist in den Fig. 5a und 5b gezeigt, wobei die Einlaßseite des Nebenwegs 7 durch ein gekrümmtes Rohr 31 gebildet wird. Dieses gekrümmte Rohr 31 wird in ein im Brückenele ment 5 ausgebildetes, vorgegebenes Loch eingesetzt. Auch dieses gekrümmte Rohr 31 besitzt einen horizontalen Be reich mit der Länge L_h, so daß die Länge des Arms 19 ge mäß dieser Abwandlung ebenfalls auf den Wert L_a′, der kleiner als der Wert L_a ist, verringert wird. Gemäß die ser abgewandelten Ausführungsform wird die Herstellung des Gehäuseelements 1 einfach, weil es keinen Nebenweg mit einer komplizierten Struktur, wie sie in den Fig. 4a und 4b gezeigt ist, besitzt.

In den Fig. 6a und 6b sind Querschnitte eines Luftströ mungsmessers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Hierbei weist der Einlaß 9 des Nebenweges 7 eine Öffnung 32 auf, die eine ellipti sche Form besitzt. Die ellipsenförmige Öffnung 32 besitzt in Richtung ihrer Längsachse die Breite W. Die Breite W wird so festgelegt, daß sie innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt, wie später beschrieben wird.

In dieser Ausführungsform wird der Einlaß 9 des Nebenwegs 7 innerhalb der Breite W der ellipsenförmigen Öffnung 32 ausgebildet, wodurch eine für die Messung geeignete sta bile Luftströmung in den Nebenweg 7 eingeleitet werden kann. Ferner kann der Abstand zwischen der Befestigungs oberfläche der Halterung 25 und dem Meßpunkt im Nebenweg 7 gleich der Länge L_a des Arms 19 des Erfassungsmoduls ausgebildet werden, indem der Einlaß 9 des Nebenwegs 7 an einer geeigneten Position innerhalb der Breite W der el lipsenförmigen Öffnung 32 entsprechend der Bohrung des Hauptluftweges 3 des Gehäuseelements 1 positioniert wird. Dadurch kann die gleiche Wirkung wie in dem in den Fig. 4a, 4b und 5a, 5b gezeigten Aufbau erzielt werden.

In den in den Fig. 4a, 4b bis 6a, 6b gezeigten Ausfüh rungsformen ist die Länge L_a′ (oder L_a) des Arms 19 dazu geeignet, den Gegensatz zu den in den Fig. 1a, 1b bis 3a, 3b gezeigten Ausführungsformen auf der Grundlage der kleinsten der Bohrungen der Gehäuseelemente, die für ver schiedene Luftströmungsmesser geschaffen worden sind, be stimmt zu werden. In diesem Fall kann die passende Posi tionierung des Meßelementes 21 durch die Länge L_h des ho rizontalen Bereichs des Nebenwegs 7 bewerkstelligt wer den.

In allen obenbeschriebenen Ausführungsformen ist im Hauptluftweg ein Nebenweg, in dem ein Meßpunkt definiert ist, ausgebildet worden, um eine für die Messung ge eignete stabile Luftströmung zu erhalten. Wenn jedoch die Luftströmung im Hauptluftweg bereits ausreichend stabil ist oder wenn im Hauptluftweg ein Bereich mit stabiler Luftströmung gefunden werden kann, muß nicht in jedem Fall ein Nebenweg vorgesehen werden. In den Fig. 7a und 7b sind Querschnitte eines Luftströmungsmessers für einen solchen Fall gezeigt.

Aus diesen Figuren ist ersichtlich, daß in dieser Ausfüh rungsform der Arm 19 des Erfassungsmoduls an einem seiner Enden ein kleines Loch 33 besitzt, das sich sowohl in Richtung des Eintritts als auch des Austritts der Luft strömung im Hauptluftkanal 3 öffnet. Im Loch 33 ist das Meßelement 21 vorgesehen. Da die Länge des Lochs 33 in Richtung der Luftströmung sehr kurz ist, hat das Loch 33 nicht die Wirkung einer Ausrichtung einer ansonsten in stabilen Luftströmung, wie sie der Nebenweg 7 besitzt. Daher hat das Loch 33 eher die Funktion, das Meßelement 21 vor einer mechanischen Beschädigung zu schützen. Da der Arm 19 des Erfassungsmoduls in den Hauptluftweg 3 durch ein in einer Wand des Gehäuseelements 1 vorgese henes Loch eingesetzt wird, wird das an einem Ende des Arms 19 befestigte Meßelement direkt der Luftströmung im Hauptluftweg 3 ausgesetzt.

Im folgenden wird das Verhalten der durch den Hauptluft kanal strömenden Luft diskutiert, um so den obenerwähnten Bereich mit stabiler Luftströmung zu finden.

Wie bekannt, umfaßt ein Ansaugrohr, das einen Luftfilter mit dem Einlaß des Hauptluftweges eines Luftströmungsmes sers verbindet, normalerweise mehrere gekrümmte Bereiche, weil das Ansaugrohr im Motorraum eines Kraftfahrzeugs an geordnet werden muß und dieser Motorraum nicht in jedem Fall für ein nicht gekrümmtes Ansaugrohr ausreichend groß ist. Es ist ferner bekannt, daß in einer durch einen ge krümmten Bereich strömenden Luftströmung Störungen auf treten, d. h., daß die Strömungsgeschwindigkeit nach einem gekrümmten Bereich über den Querschnitt des Rohrs hinweg verschieden ist.

In den Fig. 8a und 9a sind Diagramme gezeigt, die die Verteilungen der Teilströmungsgeschwindigkeiten in einer Lufströmung direkt nach einem gekrümmten Bereich zeigen, wobei die Verteilungen mittels einer von den Erfindern ausgeführten Computersimulation erhalten wurden. In Fig. 8a ist die Verteilung von Teilströmungsgeschwindigkeiten in einer Luftströmung gezeigt, die durch ein gekrümmtes Element, wie es in Fig. 8b gezeigt ist, geströmt ist. In Fig. 9a ist eine entsprechende Verteilung für eine Luft strömung gezeigt, die durch ein rechtwinkliges Kniestück, wie es in Fig. 9b gezeigt ist, geströmt ist. In beiden Fällen beträgt die Strömungsrate der Luftströmung durch das Rohr 20 g/s. Die von einer Isogeschwindigkeitslinie oder von Isogeschwindigkeitslinien umgebenen Zahlen stel len die folgenden Strömungsgeschwindigkeitsbereiche in Einheiten von m/s dar:

In Fig. 8a:
1: 4,4-4,2
2: 4,2-4,0
3: 4,0-3,8
4: 3,8-3,6
5: 3,6-3,4
6: 3,4-3,2
7: 3,2-3,0
8: 3,0-2,8
9: 2,8-2,6
10: 2,6-2,4

In Fig. 9a:
1: 5,0-4,8
2: 4,8-4,4
3: 4,4-4,0
4: 4,0-3,6
5: 3,6-3,2
6: 3,2-2,8
7: 2,8-2,4
8: 2,4-2,0
9: 2,0-1,6
10: 1,6-1,2
11: 1,2-0,8
12: 0,8-0,4
13: 0,4-0,2
14: 0,2-0,0

Aus den Figuren ist ersichtlich, daß die Isogeschwindig keitslinien innerhalb eines gekrümmten Bereichs (in den Figuren im oberen Teil) dicht liegen und außerhalb dieses Bereichs (in den Figuren im unteren Teil) eine geringe Dichte besitzen. Das bedeutet, daß für die Änderung der Strömungsgeschwindigkeit im Inneren des gekrümmten Be reichs ein starkes Gefälle und im Gegensatz dazu außer halb des gekrümmten Bereichs ein geringes Gefälle auf tritt. Ferner ist ersichtlich, daß in der Umgebung der Mittellinie der Luftströmung eine verhältnismäßig stabile Strömungsgeschwindigkeitsverteilung vorliegt.

Ein Rohr in einem Ansaugsystem eines Verbrennungsmotors umfaßt normalerweise eine Mehrzahl von gekrümmten Rohr elementen wie etwa gekrümmten Elementen oder rechtwinkli gen Knierohren, wie sie in den Fig. 8b und 9b gezeigt sind. Ein Rohrelement, das sich direkt vor dem Luftströ mungsmessers befindet, besitzt jedoch den größten Einfluß auf die Messung der Luftströmung mittels des Luftströ mungsmesser. Wenn daher die Form der Rohre eines An saugsystems nicht im voraus bekannt ist oder wenn der Luftströmungsmesser für Motoren mit einer großen Vielzahl von verschiedenen Rohrformen eines Ansaugsystems verwen det werden soll, wird der Luftströmungsmesser vorzugs weise so konstruiert, daß er die Lufströmungsrate in der Umgebung der Mittellinie der Luftströmung im Hauptluftweg messen kann. Im folgenden wird auf der Grundlage der von den Erfindern ausgeführten Computersimulation die Bestim mung des Meßbereichs diskutiert.

Die Simulation wurde unter den folgenden Voraussetzungen ausgeführt. Wie in Fig. 10a gezeigt, wurden zwei Arten von Einlässen eines Nebenweges, der in einem mittels ei ner durchgezogenen Kreislinie 91 bezeichneten Hauptluft weg ausgebildet ist, angenommen. Einer (M) der Einlässe besitzt eine Öffnung mit kreisförmiger Gestalt, wie sie in den Fig. 1a, 1b bis 5a, 5b gezeigt ist. Der andere Einlaß (N) besitzt eine ellipsenförmige Gestalt und ent hält die Mittellinie C des Hauptluftweges 91, wie er in den Fig. 6a und 6b gezeigt ist. Für die Einlässe M und N mit verschiedener Gestalt wurde jedoch angenommen, daß deren Mittellinien beide durch den Punkt O verlaufen, der den Mittelpunkt des Einlasses M und den Mittelpunkt des oberen Halbkreises des Einlasses N darstellt. Ferner wer den die Einlässe M und N um das Zentrum C des Hauptluft weges rotiert, wie durch die gestrichelte Kreislinie 93 gezeigt ist. Der Abstand r des Mittelpunkts O der Ein lässe M und N vom Zentrum C des Hauptluftweges, d. h. der Radius r des umlaufenden Kreises 93 wird ebenfalls geän dert.

Unter der obenerwähnten Annahme werden die Strömungsge schwindigkeiten u der Luftströmung, die durch die jewei ligen Einlässe M bzw. N in den Nebenweg eingeleitet wer den, simuliert. Aus den in den Fig. 8a und 9a gezeigten Diagrammen wird deutlich, daß sich die Strömungsgeschwin digkeiten u mit der Änderung des Mittelpunkts O der Ein lässe M und N und des Rotationsradius r ändern. Dann wurde die Änderungsrate der Strömungsgeschwindigkeiten an jeder Position des Zentrums O der Einlässe M und N in be zug auf die Strömungsgeschwindigkeit in einer Bezugsposi tion des Zentrums O der Einlässe M und N berechnet. In diesem Fall wurde der Bezugspunkt auf die das Zentrum C des Hauptluftweges mit dem Punkt P verbindende Linie ge setzt, wobei der Punkt P den obersten Punkt innerhalb des gekrümmten Bereichs darstellt. Mit den so erhaltenen Än derungsraten in bezug auf jeden Punkt des Rotationskrei ses 93 mit dem Radius r wurde die Abweichung λ_r zwischen der maximalen Änderungsrate und der minimalen Ände rungsrate berechnet. Die obigen Ausführungen werden durch die folgende Formel dargestellt:

λ_r = max [(u_R _r - u_Or)/u_Or] - min [(u_R _r - u_Or)/u_Or]

wobei uRr die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit im Einlaß des Nebenweges darstellt, wenn der Einlaß mit dem Radius r gedreht wird und um den Winkel R vom Bezugs punkt (O<R≦360°) verschoben wird und wobei uRr die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit darstellt, wenn sich der Einlaß im Referenzpunkt befindet.

In den Fig. 10b und 10c sind die Ergebnisse der obener wähnten Simulation gezeigt. Fig. 10b ist ein Graph, der das Ergebnis der für das in Fig. 8b gezeigte gekrümmte Element ausgeführten Simulation wiedergibt. Fig. 10c ist der Graph, der das Ergebnis für die für das in Fig. 9b gezeigte rechtwinklige Knierohr ausgeführte Simulation wiedergibt. In beiden Figuren bezeichnet die unterbro chene Linie M die Simulationsergebnisse für den Einlaß M mit kreisförmiger Öffnung, während die durchgezogene Li nie N die Simulationsergebnisse für den Einlaß N mit el lipsenförmiger Öffnung darstellt. In beiden Figuren wird in den Abszissen einerseits die vom Mittelpunkt C des Hauptluftweges gemessene Skala r und andererseits die vom oberen Punkt P innerhalb des gekrümmten Bereichs gemes sene Skala 1 aufgetragen; in beiden Fällen werden die Skalen durch ihr Verhältnis zur Bohrung D des Hauptluft weges dargestellt.

In einem herkömmlichen Luftströmungsmesser beträgt die obere Grenze der erlaubten Änderungsrate ungefähr 20%. Wenn für den vorliegenden Fall derselbe Toleranzbereich der Änderungsrate zugestanden wird, kann aus den in den Fig. 10b und 10c gezeigten Graphen entnommen werden, daß der Abstand r zwischen dem Zentrum O des Einlasses des Nebenweges und dem Zentrum C des Hauptluftweges maximal D/4 betragen darf, obwohl es hierbei eine Ausnahme gibt (siehe die unterbrochene Linie M in Fig. 10c). Das bedeu tet, daß der geeignete Meßbereich in einem kreisförmigen Bereich mit Radius D/4 (mit einem Durchmesser D/2) liegt, der im Zentrum C zentriert ist.

Wenn eine stabilere Strömungsgeschwindigkeit gefordert wird, wenn also beispielsweise gefordert wird, daß die Änderungsrate kleiner als 15% sein soll, wird der ge eignete Meßbereich in einer Kreisfläche mit Radius D/6 (mit einem Durchmesser D/3) liegen, die im Zentrum C zen triert ist. Wenn in diesem Fall die Öffnung des Einlasses ellipsenförmig ausgebildet ist, wird die Änderungsrate auf ungefähr 8% verringert. Das bedeutet, daß eine sehr stabile Luftströmung erhalten werden kann.

Aus der obigen Beschreibung kann die Bestimmung des Meß bereichs auf die folgende Weise, die mit Bezug auf Fig. 11 erläutert wird, ausgeführt werden. In Fig. 11 bezeich nen die gleichen Bezugszeichen die gleichen Teile wie in den vorhergehenden Figuren, auch die Symbole besitzen dieselbe Bedeutung.

In Fig. 11 geben die unterbrochenen Linien E, F und G die inneren Oberflächen der Hauptluftwege mit drei unter schiedlichen Bohrungen an, wobei die unterbrochene Linie E die Innenfläche des Hauptluftweges mit maximaler Boh rung D_max, die unterbrochene Linie G die Innenfläche des Hauptluftweges mit minimaler Bohrung D_min und die unter brochene Linie F die Innenfläche des Hauptluftweges mit einer zwischen den beiden erwähnten Bohrungen liegenden Bohrung angeben. Die Bohrungen D_max und D_min hängen von der Vielfalt der hergestellten Luftströmungsmesser ab und entsprechen in den von den Anmeldern der vorliegenden Er findung hergestellten Luftströmungsmessern Bohrungen von 80 mm und 60 mm, wie bereits beschrieben worden ist.

Ferner bezeichnen die Strichpunktlinien e, f und g in Fig. 11 Bereiche, von denen jeder einen Durchmesser be sitzt, der ein Drittel der Bohrung des entsprechenden Hauptluftwegs beträgt, wobei die jeweiligen Mittelpunkte der entsprechenden Hauptluftwege in den entsprechenden Bereichen zentriert sind. Wie bereits beschrieben, ist es selbstverständlich möglich, diese Bereiche e, f und g so zu bestimmen, daß deren Durchmesser gleich der Hälfte der Bohrung des entsprechenden Hauptluftweges ist. Wenn die Bohrung des Hauptluftweges E, F oder G ist, kann in den auf diese Weise bestimmten Bereichen e, f bzw. g eine stabile Luftströmung erhalten werden. Daher werden die Bereiche e, f und g jeweils als "geeigneter Meßbereich" bezeichnet.

In Fig. 11 ergibt daher der Bereich U, der für die maxi male Bohrung D_max durch den Bereich e (in der Figur des sen oberer Teil) und für die minimale Bohrung D_min durch den Bereich g (in der Figur dessen unterer Teil) bestimmt wird, eine stabile Luftströmung für jede Größe der Boh rung des Hauptluftweges. Wenn umgekehrt das Ende des Arms 19, an dem das Meßelement angeordnet ist, in dem genann ten Bereich U positioniert wird, kann stets eine stabile Messung der Luftströmung gewährleistet werden. Aufgrund dieser Tatsache kann die Länge L_a des Arms 19, die für jede der Mehrzahl der verschiedenen Gehäuseelemente 1 benötigt wird, bestimmt werden.

Aus Fig. 11, in der angenommen wird, daß die geeigneten Meßbereiche entsprechend der obenerwähnten Eindrittel-Re gel bestimmt werden, kann die geeignete Länge L_a des Arms 19 folgendermaßen dargestellt werden, da die obere Seite des Bereichs e, der vom Punkt P aus gemessen wird, durch D_max/3 und die Unterseite des Bereichs G, der vom Punkt P aus gemessen wird, durch 20_min/3 dargestellt wird:

D_max/3L_a20_min/3.

Wenn ferner die geeigneten Meßbereiche entsprechend der obenerwähnten Einhalb-Regel bestimmt werden, wird die ge eignete Länge L_a folgendermaßen dargestellt:

D_max/4L_a30_min/4.

Die Länge L_a des Arms 19 kann in der in den Fig. 7a und 7b gezeigten Ausführungsform wie oben bestimmt werden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß dieses Prinzip auch auf die in den Fig. 1a, 1b bis 5a, 5b gezeigten Ausfüh rungsformen angewendet werden kann. In diesen Ausfüh rungsformen sollte die Position des Einlasses 9 des Ne benwegs 7 in Übereinstimmung mit dem obigen Prinzip be stimmt werden. Auch in der in den Fig. 6a und 6b gezeig ten Ausführungsform kann die Breite W der Öffnung 32 des Nebenwegs 7 gemäß dem gleichen Prinzip bestimmt werden.

Claims

1. Luftströmungsmesser für Verbrennungsmotor, mit
einem Erfassungsmodul, der ein Meßelement (21), das einer Ansaugluftströmung des Motors ausgesetzt ist, eine Signalverarbeitungseinheit (23), die mit dem Meßele ment (21) elektrisch verbunden ist, um vom Meßelement (21) erzeugte Signale zu verarbeiten und in Abhängigkeit von der Strömungsrate der Ansaugluftströmung ein Aus gangssignal zu erzeugen, und einen Arm (19), der mit ei nem Ende mit dem Meßelement (21) und mit seinem anderen Ende mit der Signalverarbeitungseinheit (23) verbunden ist und ein elektrisches Verbindungsmittel darstellt, aufweist;
einem Gehäuseelement (1), in dem ein Luftweg (3) für die Ansaugluftströmung definiert ist und das mit dem Erfassungsmodul zusammengebaut wird, indem der Arm (19) in ein in einer Wand des Gehäuseelements (1) ausgebilde tes Loch eingesetzt wird, wobei das eine Ende des Arms (19) der Luftströmung im Luftweg (3) ausgesetzt wird; und
einem Befestigungselement (25), das zwischen den Erfassungsmodul (19, 21, 23) und das Gehäuseelement (1) eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß
der Arm (19) des Erfassungsmoduls eine vorgege bene, konstante Länge (L_a) besitzt;
das Gehäuseelement (1) aus einer Mehrzahl von verschiedenen Gehäuseelementen, die für Verbrennungsmoto ren mit unterschiedlichem Hubraum hergestellt worden sind, ausgewählt wird; und
die Länge (L_a) des Arms so bestimmt wird, daß das Meßelement (21) unabhängig vom gewählten Gehäuseelement (1) in einem vorgegebenen Meßbereich im Luftweg (3) der Luftströmung ausgesetzt wird, wenn der Erfassungsmodul mit dem ausgewählten Gehäuseelement (1) zusammengebaut wird.

2. Luftströmungsmesser gemäß Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß
das Befestigungselement (25) eine Halterung für den Erfassungsmodul aufweist, die einteilig mit dem Ge häuseelement (1) ausgebildet ist, und
die Höhe des Befestigungselements (25) so be stimmt wird, daß das eine Ende des Arms (19) im vorgege benen Meßbereich im Luftweg (3) der Luftströmung ausge setzt wird, wenn der Erfassungsmodul mit dem gewählten Gehäuseelement (1) zusammengebaut wird.

3. Luftströmungsmesser gemäß Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Höhe der Halterung (25) eines Ge häuseelements (1) in Abhängigkeit von der Bohrung des Luftweges (3) des Gehäuseelements (1) und der Länge (L_a) des Arms (19) bestimmt wird.

4. Luftströmungsmesser gemäß Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das Befestigungselement einen Ab standshalter (27) umfaßt, der zwischen eine flache Ober fläche des Gehäuseelements (1), die der Befestigung des Erfassungsmoduls dient, und die Signalverarbeitungsein heit (23) eingesetzt ist, wobei dessen Dicke (T_s) so be stimmt wird, daß das eine Ende des Arms (19) im vorgege benen Meßbereich im Luftweg (3) der Luftströmung ausge setzt wird, wenn der Erfassungsmodul mit dem gewählten Gehäuseelement (1) zusammengebaut wird.

5. Luftströmungsmesser gemäß Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Dicke (T_s) des für ein Gehäuseele ment (1) verwendeten Abstandshalters (27) in Abhängigkeit von der Bohrung des Luftweges (3) des Gehäuseelements (1) und der Länge (L_a) des Arms (19) bestimmt wird.

6. Luftströmungsmesser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßbereich ein Be reich ist, dessen Durchmesser kleiner als D/2 ist und dessen Zentrum im Luftweg (3) zentriert ist, wobei D der Durchmesser der Bohrung des Luftweges (3) ist.

7. Luftströmungsmesser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Meßbe reich ein Bereich ist, dessen Durchmesser kleiner als D/3 ist und dessen Mittelpunkt im Luftweg (3) zentriert ist, wobei D der Durchmesser der Bohrung des Luftweges (3) ist.

8. Luftströmungsmesser gemäß Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das Gehäuseelement (1) ein Element (5) aufweist, das in den Luftweg (3) im wesentlichen senk recht zur Richtung der zu messenden Luftströmung vorsteht und in dem ein Nebenweg (7) zum Umleiten eines Teils der Luftströmung im Luftweg (3) und ein Hohlraum (17) zum Einpassen des durch das in der Wand des Gehäuseelements (1) ausgebildete Loch eingeschobenen Arms (19) ausgebil det sind, wobei das eine Ende des Arms (19) in einer vor gegebenen Position im Nebenweg (7) positioniert wird, wenn der Arm (19) in den Hohlraum (17) eingepaßt wird.

9. Luftströmungsmesser gemäß Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Einlaß (9) des Nebenweges (7) im vorgegebenen Meßbereich positioniert wird.

10. Luftströmungsmesser gemäß Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß der Nebenweg (7) einen Bereich auf weist, der im wesentlichen parallel zum in den Hohlraum (17) eingepaßten Arm (19) orientiert ist, und das eine Ende des Arms (19) in der vorgegebenen Position im Neben weg (7) positioniert wird, indem die Länge (L_h) des par allelen Bereichs in Abhängigkeit vom Durchmesser der Boh rung des Luftweges (3) und der Länge (L_a′) des Arms (19) geändert wird.

11. Luftströmungsmesser gemäß Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß der Nebenweg (7) ein Rohr aufweist, das mit dem im vorstehenden Element (5) ausgebildeten Teil des Nebenweges (7) verbunden ist und einen Bereich um faßt, der im wesentlichen parallel zu dem in den Hohlraum (17) eingepaßten Arm (19) gebogen ist, wobei das Ende des Arms (19) in der vorgegebenen Position im Nebenweg (7) positioniert wird, indem die Länge (L_h) des parallelen Bereichs des Rohrs in Abhängigkeit vom Durchmesser der Bohrung des Luftweges (3) und der Länge (L_a′) des Arms (19) geändert wird.

12. Luftströmungsmesser gemäß Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, daß der Einlaß (9) des Nebenweges (7) eine elliptische Form besitzt, deren Längsachse (W) innerhalb des vorgegebenen Meßbereichs liegt.

13. Verfahren zur Herstellung eines Luftströmungsmes sers für einen Verbrennungsmotor, mit den Schritten
des Fertigens eines Erfassungsmoduls mit einem der Ansaugluftströmung des Motors ausgesetzten Meßelement (21), einer Signalverarbeitungseinheit (23), die mit dem Meßelement (21) elektrisch verbunden ist, um vom Meßele ment (21) erzeugte Signale zu verarbeiten und in Abhän gigkeit von der Strömungsrate der Ansaugluftströmung ein Ausgangssignal zu erzeugen, und einem Arm (19), der mit einem seiner Enden mit dem Meßelement (21) und mit seinem anderen Ende mit der Signalverarbeitungseinheit (23) ver bunden ist und ein elektrisches Verbindungsmittel dar stellt;
des Herstellens einer Mehrzahl von verschiedenen Gehäuseelementen (1) für Motoren mit unterschiedlichem Hubraum, wobei jedes der Elemente (1) eine Wand aufweist, durch die ein Luftweg (3) definiert ist, dessen Bohrung, durch die die Ansaugluftströmung strömt, in Abhängigkeit vom unterschiedlichen Hubraum der Motoren unterschiedli che Durchmesser besitzt;
des Auswählens eines Gehäuseelements (1) aus der Mehrzahl der verschiedenen Gehäuseelemente, dessen Boh rung für den Hubraum des Motors, für den der Luftströ mungsmesser verwendet wird, geeignet ist; und
des Zusammenbaus des Erfassungsmoduls mit dem ausgewählten Gehäuseelement (1), dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L_a) des Arms (19) des Erfassungsmoduls so bestimmt wird, daß das Meßelement (21) unabhängig vom gewählten Gehäuseelement (1) in einem vorgegebenen Meßbe reich im Luftweg (3) der Luftströmung ausgesetzt wird, wenn der Erfassungsmodul mit dem ausgewählten Gehäuseele ment (1) zusammengebaut wird.